Осевые вентиляторы, их конструкции

Осевые вентиляторы, их конструкции

Колесо осевого вентилятора (рис. 7.21) состоит из лопастей 1, укрепленных" на втулке 2. Обычно" "колесо устанавливается в обечайке или в цилиндрическом кожухе 3. При вращении колеса поток газа или воздуха, поступая через отверстие 4, проходит сквозь колесо и выходит через выходное отверстие 5.

Чаще всего лопастное колесо осевого вентилятора устанавливается непосредственно на выступающем конце вала электро­двигателя. Однако при больших размерах вентиляторов или при несовпадении чисел оборотов колеса вентилятора и электродвигателя предусматривается привод. В этом случае лопастное ко­лесо укрепляется навалу, удерживаемой двумя подшипниками, а на конец вала насаживается шкив под плоские или клиновые ремни.

Рис. 7.21. Осевой вентилятор типа МЦ (размер в % диаметра колеса).

По назначению осевые вентиляторы делятся на вентиляторы общепромышленного типа и специальные.

Вентиляторы общепромышленного типа предназначены для перемещения воздуха, не содержащего твердых примесей и взрывоопасных веществ. Температура перемещаемого воздуха или газа воздействует не столько на колесо вентилятора, сколько на электродвигатель, поэтому предельная температура перемещаемой среды определяется практически нагревом обмо­ток двигателя и не должна превышать 50—60°С.

В тех случаях, когда в воздухе содержатся взрывоопасные примеси, устанавливаются осевые вентиляторы во взрывобезопасном исполнении. При этом колесо вентилятора вы­полняется из металла, не дающего искр при трении, — латуни, меди, алюминия. Кроме того, обечайка выполняется из этого же ме­талла или обкладывается мягким листовым металлом.

При перемещении воздуха, содержащего вещества, способные вызвать коррозию, устанавливают вентиляторы в антикорро­зионном исполнении. Колесо и обечайку либо выполняют из материалов, не подверженных коррозии (например, из нержавеющей стали, меди), либо покрывают лаками и красками (см. выше).

К специальным осевым вентиляторам относятся вентиляторы, не используемые для обычной вентиляции промышленных в гражданских зданий.

Сюда могут быть отнесены шахтные вентиляторы местного проветривания, устанавливаемые в сетях воздухопроводов, прокладываемых для проветривания забоев в шахтах и горных выработках. Особенностью этих вентиляторов является обязательное взрывобезопасное исполнение агрегата двигатель—вентилятор, так как в воздухе шахт часто присутствует взрывоопасный газ метан. Иногда в качестве вентиляторов главного проветривания шахт также применяются осевые машины большого диаметра и производительности. Обычно агрегат состоит из двух последовательно установленных колес с промежуточным спрямляющим аппаратом, исключающим вращение (крутку) потока за первым колесом, и направляющим аппаратом на выходе воздуха из колеса второй ступени.

Специальные осевые вентиляторы (также большого размера и производительности) используются для вентиляции градирен — устройств, предназначенных для охлаждения воды на электростанциях и водопотребляющих предприятиях.

Вентиляторы специального типа чрезвычайно широко приме­няются для воздушного охлаждения электродвигателей, прососа воздуха через автомобильные и тракторные радиаторы и т. п.

Простота и компактность осевых вентиляторов позволяют включать их непосредственно в конструкцию ряда машин и аппаратов.

Рис.7.22. Зазор в осевом вентиляторе (а) и правильное направление вращения колеса осевого вентилятора (б).

1- направление потока воздуха; 2- направление вращения.

Широко используются осевые вентиляторы и в бытовых усло­виях в виде простейших настольных аппаратов.

Конструкция осевых вентиляторов. Лопатки колеса изготов­ляются обычно из листовой стали и крепятся к втулке клепкой, сваркой или на болтах. Втулки вентиляторов выполняются точеными из литой или кованой стали (реже из чугуна). В центре втулки протачивается отверстие по диаметру вала электродвига­теля для посадки колеса. Втулка крепится к валу чаще всего с помощью шпонки, для чего, во втулке предусматривается шпоночная канавка.

Выпускаемые заводами, осевые вентиляторы обычно смонтированы в обечайке вместе с комплектующим вентилятор электродвигателем. Последний крепится на специальной площадке, приваренной к обечайке. Вентиляторы крупного размера, рассчитанные на ременную передачу от электродвигателя, поставляются вместе с валом, подшипниками и приводным шкивом.

При монтаже осевых вентиляторов следует обращать внимание на величину зазора между обечайкой и кромками лопаток колеса. Разность давлений в потоках воздуха перед вентилятором и после него (рис. 7.22,а) создает переток воздуха через зазор в обратном направлении. Это вызывает непроизводительные потери давления, ведет к уменьшению объема подаваемого вентилятором воздуха, а также к снижению его к. п. д. Поэтому нормируемая величина зазора недолжна превышать 1,5% длины лопатки.

Типоразмеры осевых вентиля­торов. По направлению враще­ния осевые вентиляторы могут быть правыми или левыми. Правым считается вращение колеса по часовой стрелке при движении потока воздуха на наблюдателя.

Для определения направле­ния вращения надо обратить внимание на лопатки. Одна сторона лопатки из листовой стали вогнута, другая —выпукла. При полых лопатках одна сторона — плоская, другая—выпуклая. Пра­вильным является такое направ­ление вращения, при котором вогнутая или плоская сторона лопатки движется вперед (см. рис. 7.22.6). При обратном направлении вращения вентилятор, обладая свойством менять направление потока (реверсивностью), будет также подавать воздух. Однако при неправильном направлении вращения объем перемещаемого воздуха и к. п. д. вентилятора снизятся на 30—40% при практически постоянной мощности. В этом случае необходимо снять колесо с вала электродвигателя, повернуть обратной стороной и вновь закрепить на валу.

Учитывая простоту такой перестановки колеса, заводы выпускают осевые вентиляторы, как правило, правого вращения.

Размеры осевых вентиляторов определяются номером, выражающим диаметр колеса в дцм. Осевые вентиляторы, выпуска­емые промышленностью, имеют № 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16 и т. д.

В отличие от центробежных осевые вентиляторы имеют более простую маркировку, предусмотренную ГОСТ.

Номенклатура осевых вентиляторов, выпускаемых промышленностью для потребностей промышленной вентиляции и систем кондиционирования воздуха, довольно ограничена и охватывает типы МЦ, ОБ 06-320; У и ЦЗ-04.

Как указано выше, отличительной особенностью осевых вентиляторов является их высокая быстроходность, т. е. небольшой, коэффициент давления. Для того чтобы развивать давление, одинаковое с центробежным вентилятором (низкого давления), осевой вентилятор при одинаковом диаметре колеса должен иметь окружную скорость, в 2—2,5 раза большую, чем центробежный. Поэтому осевые вентиляторы предназначены для перемещения относительно больших объемов воздуха или газа при незначительных давлениях, обычно не превышающих 20— 30 кГ/м².

Вентилятор типа МЦ—модернизированный ЦАГИ (см. рис. 7.21) имеет колесо с четырьмя лопатками. Лопатки выполнены из листовой стали, штампованы (двоякой кривизны) и приварены ко втулке. Втулка для приварки лопаток имеет приварной диск из толстой листовой стали. Выпускаются вентиляторы № 4, 5, 6, 7, 8,10 и 12 с максимальной окружной скоростью 60 м/сек и раз­виваемым при этом в оптимальном режиме давлением 30 r.f м². Максимальный к. п. д. вентилятора составляет 0,58 (для МЦ № 4—0,45). Диаметр втулки вентилятора около 0,2 D.

Вентилятор типа ОВ 06-320 (по маркировке, принятой для центробежных машин) с коэффициентом давления 0,06 и быстроходностью 320 имеет почти аналогичную конструкцию.

Вентилятор ЦЗ-04 имеет лучшие показатели, чем вентилятор типа МЦ. Вентилятор оборудован четырехлопастным колесом с короткими лопатками длиной 0,3 D и втулкой диаметром около 0,4 D. Рабочие параметры те же, что и у вентилятора МЦ (ок­ружные скорости колеса до 60 м/сек при развиваемом статиче­ском давлении 28—30 кГ/м²). Однако к. п. д. этого вентилятора, снабженного на выходе за колесом обтекателем и имеющего улучшенную форму лопаток, до­стигает 0,76.